Проблема создания передающих антенн интересует многих радиолюбителей. Как известно, хорошо излучают полноразмерные антенны, т.е. такие антенны, размеры которых соизмеримы с длиной волны. Однако создать полноразмерную антенну часто оказывается трудно. Поэтому многие обращаются к укороченным антеннам.
При использовании таких антенн возникает парадоксальная ситуация, при которой низкое выходное сопротивление транзисторного каскада Rвых (например при Ек=12,6 В, Pвых=10 Вт, Rвых=8 Ом) трансформируется в высокое волновое сопротивление кабеля 50 или 75 Ом, а затем вновь понижается для согласования с низким сопротивлением укороченной антенны. Проще согласовать низкое выходное сопротивление (в нашем примере — 8 Ом) транзисторного каскада с низким сопротивлением укороченной рамочной антенны (при коэффициенте укорочения 0,45 Rизл=8 Ом). Для этого необходимо непосредственно объединить выходной каскад с укороченной антенной.
Принципиальная схема активной антенны СВ-диапазона приведена на рисунке. Усилительный каскад работает в режиме класса "С" и может использоваться для усиления Ч М- и CW-сигналов. Выходная мощность каскада — 10 Вт. Она достигается
при входной мощности 0,1...1,0 Вт — в зависимости от типа используемого транзистора. Наиболее высокий коэффициент усиления обеспечивают транзисторы КТ965А, КТ966А, несколько меньший — КТ958А, КТ920В. Для согласования входного сопротивления с кабелем используется трансформатор, который выполнен на феррито-вом кольце диаметром 10 мм с проницаемостью 400. Обмотка состоит из 10 витков двух скрученных проводов ПЭВ-2 диаметром 0,31 мм.
На выходе усилительного каскада включена укороченная рамочная антенна, имеющая размеры 1,3х1,3 м и выполненная из медной шины сечением 3х5 мм. Усилитель включается в разрыв середины одной из вертикальных сторон, обеспечивая работу антенны с вертикальной поляризацией. Для снижения собственной резонансной частоты в точки 3, 4 включена укорачивающая емкость С4, которая должна обладать достаточной электрической прочностью (например конденсатор с воздушным диэлектриком).
Проводники, соединяющие рамку с транзистором, должны иметь минимальную длину (1...2 см).
Для работы AM и SSB между точками А и В включается резистор 500...600 Ом, с помощью которого устанавливается ток покоя 50 мА. Следует отметить, что в этом случае температурная стабильность каскада будет невысокой, и использовать его можно только в помещении.
Транзистор должен быть снабжен радиатором, площадь которого не менее 500 см2. Дроссель Др1 — типа ДПМ-2,4.
Для питания активной антенны можно использовать отдельный провод, но особенно удобно питать ее по входному коаксиальному кабелю с помощью разделительных конденсаторов и дросселей. Допустимая плотность тока для центральной жилы кабеля составляет 3 А/мм2, что позволяет использовать любые кабели, за исключением самых тонких.
Активная антенна может быть закреплена в оконном проеме или на балконе.
Первоначальная настройка антенны может быть осуществлена с помощью ГСС, слабо связанного с антенной (например с помощью небольшой рамки), и индикатором напряженности поля. Затем устанавливается напряжение питания (50% от номинального) и подается напряжение возбуждения на транзистор. Изменением величины укорачивающей емкости добиваются резонанса, что проявляется в повышении коллекторного тока и увеличении показаний измерителя напряженности поля. После этого перемещением точки 2 на боковой стороне рамки добиваются дальнейшего увеличения показаний индикатора напряженности, периодически подстраивая С4. Затем напряжение питания доводится до номинального.
Настройку можно также проводить с помощью измерителя частотных характеристик, включив на выход ИЧХ вход активной антенны, а вход ИЧХ соединив с небольшой рамкой, слабо связанной с активной рамочной антенной. Желательно проверить КСВ входной цепи, который должен быть близок к 1.
Литература
1. Анисимов М. (UA3POC), Анисимов М. (UA3PML).
Способ питания укороченной рамочной антенны.
— Радиолюбитель KB и УКВ, 1997, N12,c.30,31.